Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

50
Суть метода заключается в следующем. Объект (кремниевую пла-
стину) помещают в специальный реактор, где его облучают в течение
0,5-12 часов потоком тепловых нейтронов плотностью 10
13
- 10
14
см
-2
·с
-1
.
При этом в пластине образуются различные радиоактивные изотопы,
включая Si-31. Период полураспада изотопа Si-31 составляет 2,6 часов.
После облучения пластину выдерживают в течение 24-48 часов, чтобы
обеспечить уменьшение излучения радиоактивных изотопов кремния до
уровня, пренебрежимо малого по сравнению с другими элементами. После
этого производят измерение характеристик радиоактивного излучения,
идущего от объекта.
Наиболее распространенным является
анализ γ-излучения образо-
вавшихся изотопов с энергией квантов от 0,1 до 2,5 МэВ. Это излучение
регистрируется литиево-германиевым детектором и анализируется много-
канальным анализатором. Для идентификации изотопа, излучение которо-
го регистрируется при НАА, определяют период его полураспада и энер-
гию γ-квантов. Для измерения концентрации конкретного элемента необ-
ходимо знать ряд дополнительных
параметров: дозу излучения за опреде-
ленный период времени, эффективность излучателя и детектора для данно-
го пика спектра γ-излучения, поток тепловых нейтронов, время облучения,
продолжительность выдержки образца после облучения и другие параметры.
Порог чувствительности метода, т. е. минимальная концентрация
примесных атомов, которая может быть измерена методом НАА, зависит
от типа
атомов, а также от размеров объекта, продолжительности облуче-
ния, плотности потока и других факторов. Ограничением метода является
невозможность обнаружения легких элементов таких, как бор, кислород,
азот и углерод, которые не образуют изотопов, пригодных для исследова-
ния методом НАА. Так, например, минимальные концентрации, обнару-
живаемые методом НАА, для некоторых элементов имеют следующие
значения: для As – 7,1·10
11
см
-2
, для Cu – 2,3·10
12
см
-2
, для Au – 1,1·10
9
см
-2
.
Приведенные значения С
мин
были получены при следующих условиях:
объектом являлась кремниевая подложка диаметром 7,3 см и толщиной
5-10 мкм, облучения производилось в течение 10 ч потоком нейтронов
плотностью 10
13
см
-2
·с
-1
и выдержки в течение 40 ч перед началом измере-
ний. Данные значения С
мин
указывают на чрезвычайно высокую чувстви-
тельность метода НАА. Проводя НАА до и после удаления поверхностных
слоев контролируемой толщины, можно определять профили распределе-
ния элементов по глубине кремниевой пластины.

Страницы